La guerra de la ciencia contra el mosquito del zika

La ciencia podr¨ªa acabar con el mosquito que transmite el virus del Zika o, al menos, reducir de forma significativa su poblaci¨®n. Con el concurso de las m¨¢s modernas herramientas de manipulaci¨®n gen¨¦tica, los cient¨ªficos proponen esterilizar a los machos, masculinizar a las hembras o hacer a las cr¨ªas adictas a un antibi¨®tico. Otros han encontrado en una bacteria un mecanismo menos radical para que los mosquitos sean resistentes a los virus.

La Organizaci¨®n Mundial de la Salud dec¨ªa esta semana que hay al menos 15 grupos trabajando en una vacuna contra el virus del Zika. Pero a?ad¨ªa enseguida que har¨¢n falta unos 18 meses para que pueda ser probada a gran escala. En ese plazo, la ciencia podr¨ªa llevar a la extinci¨®n al mosquito que transmite el virus, siempre que se rebajaran los controles de seguridad a los experimentos que se est¨¢n realizando con mosquitos transg¨¦nicos. Otra cosa es que sea aceptable acabar con toda una especie, aunque sea la de un mosquito que transmite varios virus.

La idea b¨¢sica aqu¨ª es matar al mensajero. El vector del Zika es el Aedes aegypti, mosquito originario de ?frica que ha colonizado toda la zona tropical del planeta y que tambi¨¦n puede transmitir la fiebre amarilla, el dengue o el chikungu?a. Entre las armas convencionales para frenarlo est¨¢n los insecticidas y el uso de repelentes o hasta, como han hecho las autoridades de varios pa¨ªses americanos con m¨¢s efectismo que efectividad, desplegar miles de soldados para cazarlos casa por casa.

Pero esta guerra no se va a ganar con armas convencionales, sino con la gen¨¦tica y una especie de guerra bacteriol¨®gica. Es el caso de la firma brit¨¢nica Oxitec. Mediante manipulaci¨®n gen¨¦tica, consiguieron el mosquito OX513A, un ejemplar macho que porta y transmite una mutaci¨®n gen¨¦tica que hace que sus cr¨ªas sean dependientes de la tetraciclina, un antibi¨®tico. Al faltarles, mueren antes de superar la fase de pupa o larva.

Hay 15 grupos buscando una vacuna contra el zika pero la OMS estima que tardar¨¢n unos 18 meses en tenerla

"Hemos realizados ensayos en campo abierto en Malasia, Brasil, Panam¨¢ y las Islas Caim¨¢n", dice Andrew R. McKemey, cient¨ªfico de Oxitec. "En todos los estudios, hemos encontrado que la liberaci¨®n de nuestro mosquitos OX513A redujo la poblaci¨®n silvestre en m¨¢s del 90%, un nivel de control sin comparaci¨®n con otros m¨¦todos", a?ade. El a?o pasado, Oxitec inici¨® un piloto en?Piracicaba (Brasil). Aunque entonces su objetivo era comprobar si la proliferaci¨®n de estos mosquitos transg¨¦nicos rebajaba la incidencia del dengue, ahora se ha ampliado a m¨¢s zonas, esta vez para luchar contra el zika.

"La estrategia de Oxitec requiere la separaci¨®n a mano de los machos y las hembras en la fase de pupa. Eso es mucho trabajo, tanto en separarlos y criarlos como al descartar a las muchas hembras", dice el profesor de la universidad Virginia Tech (EE UU), Zach Adelman. Este entom¨®logo propone otra idea m¨¢s radical: masculinizar a las hembras del A. aegypti, las ¨²nicas que pican y transmiten el virus. "Usando nuestro enfoque, todos los mosquitos criados en la factor¨ªa ser¨ªan machos. No ser¨ªa necesaria la separaci¨®n por sexos ni desperdiciar recursos con las hembras", a?ade.

Liderando una decena de cient¨ªficos, Adelman descubri¨® el verano pasado lo que llamaron el factor M o de masculinidad que determina el sexo en el A. aegypti. "El factor M es un gen que sirve como interruptor maestro. Cuando est¨¢ on, el mosquito se desarrolla como macho, cuando est¨¢ off, lo hace como hembra. Como solo las hembras ponen huevos, cuanto m¨¢s extendido est¨¦ este interruptor en la naturaleza, menos hembras de las que pican habr¨¢", explica Adelman.

Con una manipulaci¨®n gen¨¦tica tradicional, la transmisi¨®n de este factor de masculinidad seguir¨ªa las leyes de Mendel, es decir, al principio se transmitir¨ªa al 50% de las cr¨ªas, pero sin la liberaci¨®n de nuevas remesas de mosquitos transg¨¦nicos, acabar¨ªa por retroceder. Aqu¨ª es donde interviene una de las t¨¦cnicas m¨¢s recientes y tan poderosa que casi da miedo.

Genetistas quieren esterilizar a los machos del mosquito 'A. aegypti', masculinizar a las hembras o hacer a las cr¨ªas adictas a un antibi¨®tico

Se trata de los sistemas que en espa?ol han bautizado como reacci¨®n en cadena gen¨¦tica o impulso gen¨¦tico (gene drive, en ingl¨¦s). Usando la t¨¦cnica de edici¨®n gen¨¦tica CRISPR, Adelman cree que se podr¨ªa convertir al gen del factor M en dominante. "El sistema CRISPR/Cas9 permite actuar sobre una zona espec¨ªfica de un cromosoma, quebr¨¢ndola. Si somos muy precisos donde rompemos, podr¨ªamos duplicar el gen del factor. De esta manera, casi toda la progenie ser¨ªan machos, en vez de solo la mitad. Este sesgo podr¨ªa continuar en cada generaci¨®n hasta que casi no quedaran hembras", sostiene el entom¨®logo estadounidense.

Este poder de los sistemas de impulso gen¨¦tico llev¨® a una veintena de los m¨¢s destacados expertos en estas nuevas herramientas de ingenier¨ªa gen¨¦tica a publicar una lista de recomendaciones de seguridad para evitar que los experimentos no salgan a¨²n del laboratorio. Las Academias Nacionales de EE UU est¨¢n elaborando un informe sobre las posibilidades y los riesgos de estas t¨¦cnicas de manipulaci¨®n que se espera para esta primavera.

La bacteria antivirus

Mucho antes de que los humanos idearan estos sofisticados sistemas de manipulaci¨®n gen¨¦tica, una bacteria ya se las hab¨ªa ingeniado para determinar el sexo de los insectos dentro de los que vive. Se trata de la Wolbachia pipientis y, a pesar de que tiene el poder de decidir qu¨¦ hembra puede tener descendencia y cual no, est¨¢ considerada como un simbionte y no como un par¨¢sito o pat¨®geno. La raz¨®n es que compensa aquello con la defensa que ofrece a su hu¨¦sped contra varios virus. Y si el mosquito no tiene el virus, no puede transmitirlo a los humanos.

"Numerosas cepas de Wolbachia inducen lo que se llama incompatibilidad citoplasm¨¢tica en los insectos en los que viven. Aunque el mecanismo molecular, no est¨¢ claro, lo que ocurre es que si un mosquito macho con Wolbachia se aparea con una hembra sin Wolbachia, los huevos no eclosionan. Por el contrario, si tanto el macho como la hembra contienen la bacteria, los huevos eclosionan y los nuevos mosquitos estar¨¢n infectados con Wolbachia. Este mecanismo proporciona una ventaja reproductiva a las hembras con Wolbachia frente a las hembras sin Wolbachia", explica el entom¨®logo de la Universidad Monash de Melbourne (Australia), I?aki Iturbe-Ormaetxe.

Investigadores de EE UU quieren desencadenar una reacci¨®n en cadena para que todos los mosquitos sean machos

Este investigador vasco forma parte de un grupo de cient¨ªficos que investiga el uso de la Wolbachia para acabar con el dengue, otro de los virus que transmite el A. aegypti. La bacteria, que est¨¢ presenta en hasta el 70% de las especies de artr¨®podos, no tiene a este mosquito entre sus hu¨¦spedes. Por eso, el equipo del que forma parte Iturbe-Ormaetxe lleva a?os inoculando diversas cepas de la bacteria en mosquitos.

"En el a?o 2011 iniciamos la liberaci¨®n de mosquitos con Wolbachia en el norte de Queensland, Australia, en las localidades de Cairns y Townsville. Estos ensayos se han expandido globalmente y estamos liberando mosquitos en Medell¨ªn (Colombia), en Vietnam, en Yogyakarta (Indonesia) y R¨ªo de Janeiro, en Brasil", comenta el entom¨®logo vasco. El objetivo ¨²ltimo de estos ensayos lo deja claro el nombre de la web del proyecto: Eliminate Dengue: Our Challenge, liderada por el cient¨ªfico Scott O'Neill.

Aprovechando aquella incompatibilidad citoplasm¨¢tica, los mosquitos con Wolbachia liberados podr¨ªan desatar una reacci¨®n en cadena e ir reemplazando a los que no portan la bacteria. O'Neill y los suyos acaban de publicar su ¨²ltima creaci¨®n. Un mosquito que porta dos cepas diferentes de la Wolbachia. De esta manera, se bloquea la posibilidad de que el virus se haga resistente. Sus resultados son muy prometedores.

A cuatro grupos de mosquitos sin presencia v¨ªrica, uno silvestre, otros dos con cepas diferentes de la bacteria y un cuarto con las dos cepas, los alimentaron con sangre de 43 enfermos de dengue. Seg¨²n publican en PLoS Pathogens, el 42,6% de los silvestres acab¨® teniendo el virus en su saliva, frente a poco m¨¢s del 6% de los que ten¨ªan una cepa bacteriana. Sin embargo, los infectados por las dos cepas de Wolbachia a la vez, solo el 2,8% ten¨ªa el virus del dengue. Adem¨¢s, la concentraci¨®n del virus en el abdomen y las gl¨¢ndulas salivares era mucho menor en los mosquitos con Wolbachia, en especial en los protegidos por las dos variedades de la bacteria.

"Nuestro proyecto no est¨¢ encaminado a eliminar los mosquitos sino a reemplazarlos por otros que no transmiten estos virus"

"Aunque el principal objetivo de nuestro programa es la eliminaci¨®n del dengue, esta tecnolog¨ªa es aplicable a otras enfermedades transmitidas por mosquitos, ya que la presencia de Wolbachia en el mosquito Aedes aegypti tambi¨¦n reduce significativamente la transmisi¨®n de otros virus, incluyendo el virus de la fiebre amarilla, el Chikungu?a, y el virus del Zika", sostiene Iturbe-Ormaetxe. De hecho, est¨¢n a punto de publicar un estudio sobre el uso de la Wolbachia para frenar al zika.

Tanto la manipulaci¨®n gen¨¦tica con t¨¦cnicas de gene drive como el uso de la bacteria prometen acabar con el mosquito vector de cuatro de los virus que m¨¢s asolan este planeta. Pero mientras que la primera exige acabar con el mosquito, erradicarlo, la segunda solo quiere, como dice el entom¨®logo vasco, "nuestro proyecto no est¨¢ encaminado a eliminar los mosquitos sino a reemplazarlos por otros que no transmiten estos virus, por ello nuestro m¨¦todo no tiene impactos en el ecosistema; simplemente estamos eliminando la capacidad del mosquito de transmitir virus".